IGBT双管模块驱动保护电路的研制与应用.pdf

华北电力大学（北京）

硕士学位论文

IGBT双管模块驱动保护电路的研制与应用

姓名：陈明

申请学位级别：硕士

专业：电力电子与电力传动

指导教师：肖湘宁

20050119
摘要

本文在分析了IGBT结构、工作特性及其对驱动保护电路要求的基础」几，
应用CPLD和三菱M57962AL专用厚膜集成电路设计研制了一种新型的针对
于IGBT双管模块的驱动保护电路，该电路驱动能力强、功能配置灵活、通
用性弧、成本低，具有过载、短路、供电电压监视等保护功能，适用于中大
功率的IGBT双管模块。论文还对IGBT应用中的死区控制、信号隔离、故
障逻辑、缓冲电路以及散热计算等问题进行了详细分析，并给出了相应的设
计方案。最后结合本实验室混合有源电力滤波器(HAPF)的应用实践对该
电路进行了实验验证，结果令人满意。

关键词:IGBT双管模块，CPLD,驱动，保护，HAPF

ABSTRACT
Inthispaper,thestructureandperformancecharacteristicsofIGBT,as
wellasrequirementsofitsgatedrivingandprotectingcircuit,isfirstly
analyzed.Then,withtheapplicationofCPLDandappropriatehybridIC
M57962ALfromMitsubishi,anoveldesignandrealizationfordoubleIGBTmodule
isproposed.Withahighdrivingcapability,flexibleconfigurationoffunctions,easy
foradaptationandgoodsuitability,lowcostanditscomprehensiveprotectionsystem,
includingovercurrent,shortcircuitandpowersupplyvoltagemonitoring,thiscircuit
canbeusedfordrivingmedium-largepowerdoubleIGBTmodules.Moreover,
detailedanalysisonfunctionsandcorrespondingmethodsofrealizationinapplying
IGBT,includinginterlockanddead-timecontrol,electricalisolationofsignals,fault
protectionlogic,snubbercircuitandestimationofpowerdissipationisalsopresented.
AssociatingthecurrentapplicationofHybridActivePowerFilter(HAPF)inour
laboratory,Experimentsareconveyedandcorrespondingwaveformsaresatisfactory,
presentedattheendofthepaper.

ChenMing(powerelectronicsandelectricdrives)
DirectedbyProf.XiaoXiangning
KEYWORDS:doubleIGBTmodule,CPLD,drive,protect,HAPF
摘要

本文在分析了IGBT结构、工作特性及其对驱动保护电路要求的基础土，
应用CPLD和三菱M57962AL专用厚膜集成电路设计研制了一种新型的针对
于IGBT双管模块的驱动保护电路，该电路驱动能力强、功能配置灵活、通
用性强、成本低，具有过载、短路、供电电压监视等保护功能，适用于中大
功率的IGBT双管模块。论文还对IGBT应用中的死区控制、信号隔离、故
障逻辑、缓冲电路以及散热计算等问题进行了详细分析，并给出了相应的设
计方案。最后结合本实验室混合有源电力滤波器(HAPF)的应用实践对该
电路进行了实验验证，结果令人满意。

关键词:IGBT双管模块，CPLD,驱动，保护，HAPF

ABSTRACT
Inthispaper,thestructureandperformancecharacteristicsofIGBT,as
wellasrequirementsofitsgatedrivingandprotectingcircuit,isfirstly
analyzed.Then,withtheapplicationofCPLDandappropriatehybridIC
M57962ALfromMitsubish